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2019-2020年高考物理一轮复习 16.1原子结构、氢原子光谱试题1.关于原子结构理论与粒子散射实验，下列说法中正确的是（）A.卢瑟福做粒子散射实验是为了验证汤姆孙的枣糕模型是错误的B.卢瑟福认识到汤姆孙的“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论C.卢瑟福的粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性D.卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论2.在粒子散射实验中,如图所示画出了一些曲线,这些曲线中可能是粒子径迹的是()A.aB.bC.cD.d3.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则（）A.吸收光子的能量为h1h2B.辐射光子的能量为h1h2C.吸收光子的能量为h2 - h1D.辐射光子的能量为h2 - h14.(xx广东广州模拟)如图为氢原子能级图,现有一群处于n=3激发态的氢原子,则这些原子()A.发出的光子最小能量是0.66eVB.发出的光子最大能量是12.75eVC.能发出3种不同频率的光子D.由n=3跃迁到n=1时发出的光子频率最高5.(xx西安铁一中高三上期末)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1-54.4 eV，氦离子的能级示意图如图所示.在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（） A.42.8 eV(光子) B.43.2 eV(电子)C.41.0 eV(电子) D.54.4 eV(光子)6.如图为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子()A.从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B.从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大C.处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的D.从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量7.氢原子能级示意图如图所示,不同色光的光子能量如下表所示.色光赤橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为()A.红、蓝靛B.黄、绿C.红、紫D.蓝靛、紫8.氢原子光谱除了巴耳末系外,还有莱曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式为,n=4,5,6,R=1.10107m-1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域,试求:(1)n=6时对应的波长;(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少?n=6时,传播的频率为多少?9.如图为氢原子能级图,试回答下列问题:(1)一群处于n=4的氢原子跃迁后可能辐射出几种频率的光子?(2)通过计算判断,氢原子从能级n=4跃迁到能级n=2时辐射出的光子最大频率是多少?(3)设氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1,动能为Ek1,处于第n能级时电子的轨道半径为rn,动能为Ekn.已知rn=n2r1,试用库仑定律和牛顿运动定律证明:Ekn=.参考答案1.解析:卢瑟福设计的粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布，并非为了验证汤姆孙模型是错误的，A错误；卢瑟福并不是认识到“枣糕模型”的错误而提出“核式结构”理论的，B错误；卢瑟福做了粒子散射实验后，由实验现象提出了“核式结构”理论，C错误，D正确.答案：D2.解析:根据电荷之间的相互作用力来进行判断.粒子与重核均带正电,它们之间是库仑斥力,所以粒子的径迹只能是偏离重核运动,故径迹c不可能.粒子离重核越近,速度方向偏转角度越大;越远,偏转角度越小,所以径迹a不可能,径迹b、d有可能.综上所述,B、D两项正确.答案:BD3.解析:氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，说明能级m高于能级n，而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，说明能级k也比能级n高，而紫光的频率2大于红光的频率1，所以h2h1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子，且光子能量应为h2-h1.故选项D正确.答案：D4.解析:发出的光子的最小能量为E3-E2=1.89eV,A项错;发出的光子的最大能量为E3-E1=12.09eV,B项错;能发出不同频率的光子种类为=3种,C项对;由n=3跃迁到n=1时,发出的光子能量最大,由E=h知,对应光子的频率最高,D项对.答案:CD5.解析:基态的氦离子吸收42.8 eV的能量，能量为-54.4 eV42.8 eV-11.6 eV.不能跃迁，故A正确.基态的氦离子吸收43.2 eV的电子能量，部分被吸收，能跃迁到第二能级.故B错误.基态的氦离子吸收41.0 eV的电子能量，部分被吸收，能跃迁到第二能级.故B错误.基态的氦离子吸收54.4 eV的能量，能量为-54.4 eV54.4 eV0 eV，跃迁到无穷远，故D错误.答案：A6.解析:由h=Em-En,En=,=c/v可得:从n=4跃迁到n=3比从n=3跃迁到n=2辐射出的电磁波的能量小,频率小,波长长,A项正确;电磁波在真空中的速度都是一样的,B项错误;电子轨道与能级对应,处于不同能级,核外电子在各处出现的概率是不一样的,C项错误;从高能级向低能级跃迁时,氢原子一定向外释放能量,但不是氢原子核释放能量,D项错误.答案:A7.解析:如果激发态的氢原子处于第2能级,能够发出10.2eV的光子,不属于可见光;如果激发态的氢原子处于第3能级,能够发出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三种光子,只有1.89eV属于可见光;如果激发态的氢原子处于第4能级,能够发出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的6种光子,1.89eV和2.55eV属于可见光,1.89eV的光子为红光,2.55eV的光子为蓝靛,故A项正确.答案:A8.解析:(1)根据帕邢系公式,当n=6时,=1.0910-6m.(2)帕邢系形成的谱线在红外区域,所以在真空中以光速c=3.0108m/s传播.由c=得:=2.751014 Hz.答案:(1)1.0910-6m(2)3.0108m/s2.751014Hz9.解析:(1)最多可辐射出=6种频率的光子.(2)由氢原子能级图可知,从能级n=4跃迁到能级n=2辐射出的光子中,能量最大值为Emax=E4-E2=2.55eV,所以辐射的光子中最大频率为max=Hz=6.151014 Hz.(3)电子在轨道上受库仑力作用做匀速圆周运动,由库仑定律和牛顿第二定律得:k=m,所以电子的动能为Ek=mv2=,又rn=n2r1得:,即.答案:(1)6种(2)6.151014Hz(3)见解析
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